Вплив гіроскопічних моментів на частоти власних коливань трансмісійних валів при різних швидкостях обертання

Анотація

Наведені результати чисельного дослідження впливу гіроскопічних моментів на динамічну поведінку трансмісійного валу, а саме на зміну частот його власних коливань при зміні швидкості обертання та її напрямку. Експлуатація систем, що складаються з валів, часто здійснюється при їх обертанні з різними швидкостями. Вал, якщо представити його у вигляді пружного стержня, може здійснювати власні та вимушені коливання. Частоти власних коливань валу залежать від швидкості його обертання. Така поведінка обумовлюється прецесійним рухом. Через це коливальний рух валу розглядається у просторі з урахуванням гіроскопічних та інших інерційних навантажень. В якості результату показані залежності частот власних коливань у нерухомій та рухомій системах координат, які отримані за допомогою розробленого програмного забезпечення для дослідження динаміки пружних валів. Наведені чисельні значення частот власних коливань при відсутності обертання валу, а також значення критичних швидкостей обертання при прямій та зворотній прецесії. Здійснено аналіз отриманих результатів та зроблено висновок про можливість експлуатації обладнання у певних діапазонах частот. Відмічено, що частоти власних коливань пружних валів при обертанні залежать від впливу гіроскопічних моментів. Важливим параметром є власна частота коливань саме у рухомій системі координат, оскільки вона безпосередньо пов’язана з пружним тілом і, як показують наведені графіки, зміна величини частоти власних коливань у рухомій та нерухомій системах координат при зміні частоти обертання відбувається з різною інтенсивністю, а саме: у інерційній – повільно, у рухомій – стрімко. Окрім того, при зростанні швидкості обертання в діапазоні до критичних значень частота власних коливань у рухомій системі координат за значенням зменшується; при подальшому зростанні швидкості обертання в діапазоні вище критичної частота власних коливань починає збільшуватися, а прецесійний рух відбувається у протилежному напрямку.